Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn

KIEÅM TRA BAØI
CUÕ
C1. Nêu bản chất của dòng điện trong kim loại?


Tiết 31- Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN


I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT
1. Chất bán dẫn
-Bán dẫn là những chất xét về tính chất điện
không thể xem là kim loại hay điện môi.
-Tiêu biểu là Silic(Si) và Gecmani(Ge)
2. Tính chất cơ bản của chất bán dẫn:

-Bán dẫn có mấy tính chất cơ bản , nêu các
đó?
∗Điện trở suất:tính
ρkimchất
<ρ
loại
bán dẫn < ρđiện môi
∗Điện trở suất của bán dẫn phụ thuộc
mạnh vaò tạp chất
* Điện trở suất của bán dẫn cũng giảm đáng kể khi bị
chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác


II.HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN,BÁN DẪN LOẠI n VÀ
BÁN DẪN LOẠI p

1. Electron và lỗ trống

Hạt tải điện trong chất bán dẫn gồm mấy loại,
nêu cơ chế hình thành các hạt đó?


•

Mạng tinh thể Silic

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si


•

- Ở nhiệt độ thấp: các liên
kết trong mạng tinh thể silic đều
rất bền vững, trong bán dẫn
không có hạt mang điện tự do
và bán dẫn không dẫn điện.


•
Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si


Nêu bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn?

•
Lỗ trống

Electron
dẫn
Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si


• Kết luận:
- Vậy hạt tải điện trong chất bán dẫn là các
electron dẫn và lỗ trống.
- Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn
là dòng các electron dẫn chuyển động
ngược chiều điện trường và dòng các lỗ

trống chuyển động cùng chiều điện trường.
- Bán dẫn tinh khiết thì tỉ lệ electron dẫn bằng với
lỗ trống.


II. HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI
n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:
2. Taïp chaát cho (ñoâno)
- Khi pha tạp chất phôtpho (P) vào trong tinh thể silic thì hạt
tải điện hình thành như thế nào và nêu tỉ lệ các loại hạt đó?.

Giải thích:
Nguyên tử photpho và nguyên tử silic

P

Si


Vậy ngoài P, những nguyên tố có đặc điểm
II.
HẠTthế
TẢInào
ĐiỆNkhi
TRONG
BÁN
BÁN
như
phaCHẤT
vào Si

nóDẪN
thì –tạo
raDẪN
hạtLOẠI
n VÀ BÁNtải
DẪN
LOẠI
p: yếu là electron?
điện
chủ

2. Taïp chaát cho (ñoâno)
- Tạp chất Photpho pha vào
trong tinh thể Silic sinh ra
Electron tự do
electron dẫn, không sinh ra lỗ
trống.
Si
Si
Si
- Chuyển động nhiệt tạo ra
electron và lỗ trống với số
lượng nhỏ và bằng nhau.
Si
Si
P
-> Hạt tải điện chủ yếu là electron

Si

Si

Si



II. HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI
n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:
2. Taïp chaát cho (ñoâno)
Kết luận:
-Những chất khi pha vào bán dẫn tinh khiết mà tạo ra hạt
tải điện cơ bản là electron gọi là tạp chất cho (đôno).
- Bán dẫn mà hạt tải điện chủ yếu là electron gọi là bán dẫn
loại n.


3. Taïp chaát nhận (exepto)
Câu 1: Khi pha tập chất Bo vào trong tinh thể silic thì hạt tải
điện chủ yếu là loại hạt nào giải thích?

Giải thích:

Nguyên tử Bo và nguyên tử Silic

Si

B


Si

Si

Si

B

Si

B

Si

Si

Si

Si

Si

Si


Giải thích:

- Khi pha tạp chât Bo vào trong tinh thể silic thì
sinh ra lỗ trống không sinh ra electron.

Những

nguyên
có đặc
điểm
gì khi
vào với
trong
- Chuyển
động tố
nhiệt
tạo ra
electron
vàpha
lỗ trống
số Silic
lượng thì
ít và
bằnghạt
nhau.
được
tải điện chủ yếu là lỗ trống?
-> Hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống.


II. HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI
n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:

3. Taïp chaát nhận
(exepto)
Kết luận:

- Tạp chất nhận (exepto) là những chất khi pha vào
trong bán dẫn tinh khiết được hạt tải điện chủ yếu là
lỗ trống.
- Bán dẫn mà hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống gọi là
bán dẫn loại p.


Điện trở suất và mật độ hạt tải điện
của gecmani pha tạp gali ở 300 K
Tỉ lệ tạp chất

0%

10-6 %

10-3 %

Điện trở suất

0,5 Ωm

10-1 Ωm

10-4 Ωm

2,5.1019 m-3

3,7.1020 m-3

3,7.1023 m-3

Mật độ electron 2,5.1019 m-3

1,7.1018 m-3

1,7.1015 m-3

Mật độ lỗ trống

So sánh điện trở suất của bán dẫn gecmani tinh khiết,
gecmani pha tạp gali 10-6% và gecmani pha tạp gali 103
% ở nhiệt độ 300 K với nhau và với điện trở suất của
Ωm
các kim loại (khoảng 10-8
)


TRẢ LỜI CÁC
CÂU HỎI
Câu 1. Phát biểu nào sau
đây
sai?
A. Điện
trở
suất của kim loại phụ thuộc vào
độ độ tăng, điện trở suất của
B. nhiệt
Khi nhiệt
bán dẫn giảm nhanh
C. Điện trở suất của bán dẫn phụ thuộc

mạnh vào tạp chất
A B
C Drất
D. Ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn
điện
tốt


TRẢ LỜI CÁC CÂU
Câu 2. HỎI
Phát biểu nào sau
đây
A. Hạt
tảisai?
điện chủ yếu trong bán dẫn loại
là tải
êlectron
B. nHạt
điện chủ yếu trong bán dẫn
loại p là lỗ trống
C. Lỗ trống được xem là hạt mang điện tích
dương
D. Hạt tải điện trong bán dẫnA loại
n và
B C
D p
đều là electron.


NHIỆM VỤ VỀ

NHÀ

 Học bài
 Chuẩn bò tiết sau:
-Khái niệm lớp nghèo?
-Bản chất dòng điện chạy qua lớp
nghèo?
-Khi nào thì một lớp bán dẫn p kẹp
giữa hai lớp bán dẫn n trên một
tinh thể được xem là một tranzito n-pn?
-Hiệu ứng tranzito là gì?


P

Si

Si

B


TRA LễỉI CAC CAU
HOI

Cõu 1: Phỏt biu no di õy l chớnh xỏc ?
Ngi ta gi Silic l cht bỏn dn vỡ
A. nú khụng phi l kim loi, cng khụng phi l in mụi.
B. ht ti in trong ú cú th l electron hoc l trng.
C. in tr sut ca nú rt nhy cm vi nhit , tp cht v

cỏc tỏc nhõn ion húa khỏc.
D. C ba lớ do trờn.
A B C D